燃機(jī)電廠發(fā)電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)探索

鄭子純

（杭州華電半山發(fā)電有限公司，浙江 杭州 315000）

發(fā)電機(jī)為當(dāng)前燃機(jī)電廠進(jìn)行電力生產(chǎn)時(shí)常用的一種設(shè)備，應(yīng)用期間主要通過燃料燃燒產(chǎn)生一定的氣體，渦輪受到此種氣體的影響，會(huì)使得發(fā)電機(jī)發(fā)電，因此，為了確保發(fā)電機(jī)能夠正常使用，有效降低應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)的各類問題，則需要燃機(jī)電廠做好發(fā)電機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)設(shè)置工作，使各類故障發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)得到良好的控制，發(fā)電機(jī)可以長時(shí)間穩(wěn)定高效的運(yùn)行使用。

1 發(fā)電機(jī)的保護(hù)方式

燃機(jī)電廠的發(fā)電機(jī)，在具體使用過程中，會(huì)出現(xiàn)各種故障，例如發(fā)電機(jī)短路、單相接地等故障，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)出現(xiàn)短接繞組短路電流增大情況，發(fā)電機(jī)受到該因素影響會(huì)出現(xiàn)故障或設(shè)備損壞問題；易導(dǎo)致發(fā)電機(jī)出現(xiàn)相間短路（電弧所致）、兩點(diǎn)接地短路，因此，發(fā)電機(jī)運(yùn)行期間的故障需要引起技術(shù)人員的高度關(guān)注，選擇有助于發(fā)電機(jī)運(yùn)行故障預(yù)防及影響降低的保護(hù)裝置，對發(fā)電機(jī)進(jìn)行良好的運(yùn)行保護(hù)。

縱差保護(hù)。該種繼電保護(hù)適用于發(fā)電機(jī)（1 MW）定子繞組保護(hù)、相間短路故障（引出線處）預(yù)防之中，常用的保護(hù)裝置具有數(shù)字化、可編程的特性，依托自身的特性與微處理器（32位）來發(fā)揮保護(hù)功效。電廠技術(shù)人員可以依據(jù)發(fā)電機(jī)設(shè)備的具體使用性能及故障類型，從故障風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避的角度出發(fā)，對縱差保護(hù)裝置的保護(hù)程序進(jìn)行重新編寫，使得該保護(hù)裝置的保護(hù)效果顯著提升，適應(yīng)燃機(jī)電廠使用的發(fā)電機(jī)的運(yùn)行保護(hù)情況。

選擇性接地保護(hù)。此種保護(hù)方式多在發(fā)電機(jī)定子繞組直線母線相接之后的接地故障預(yù)防中，如果發(fā)電機(jī)在實(shí)際應(yīng)用期間出現(xiàn)了單相接地的情況，而且電流與設(shè)備常規(guī)運(yùn)行下的電流情況進(jìn)行對比，有著超標(biāo)情況，此時(shí)應(yīng)用該種接地保護(hù)方式，便可以對電流引起的發(fā)電機(jī)運(yùn)行故障進(jìn)行良好的干預(yù)。若燃機(jī)電廠應(yīng)用的發(fā)電機(jī)容量超過100 MW，應(yīng)用該種保護(hù)方式，便有著100%的定子接地保護(hù)區(qū)域，在發(fā)電機(jī)容量處于100 MW以下時(shí)，此時(shí)參照發(fā)電機(jī)定子繞組串聯(lián)匝數(shù)，可知安裝的保護(hù)系統(tǒng)的接地保護(hù)區(qū)域串聯(lián)匝數(shù)要比參照值大，增大值約為90%。

勵(lì)磁回路保護(hù)方式。燃機(jī)電廠發(fā)電機(jī)在使用期間，也會(huì)發(fā)生勵(lì)磁回路故障，需要技術(shù)人員事先對發(fā)電機(jī)容量大小進(jìn)行明確。如果燃機(jī)電廠進(jìn)行作業(yè)生產(chǎn)所用的發(fā)電機(jī)容量為1 MW或者低于該容量，為了有效規(guī)避設(shè)備的該種故障問題發(fā)生，就需要技術(shù)人員對于采用的發(fā)電機(jī)設(shè)備進(jìn)行定時(shí)檢查裝置的裝配，以降低問題發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。如果電廠應(yīng)用的發(fā)電機(jī)容量較大，超過1 MW，需要技術(shù)人員在發(fā)電機(jī)的相應(yīng)位置處進(jìn)行勵(lì)磁回路接地保護(hù)裝置的安裝。

失磁保護(hù)。燃機(jī)電廠發(fā)電機(jī)使用期間，還會(huì)出現(xiàn)勵(lì)磁消失故障問題。為了降低該故障發(fā)生發(fā)展給發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行所致的不良影響，需要技術(shù)人員對該故障發(fā)生原因與表現(xiàn)進(jìn)行準(zhǔn)確把握。如果發(fā)電機(jī)的工作不允許出現(xiàn)失磁運(yùn)行情況時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)將自動(dòng)滅磁開關(guān)及斷路器開關(guān)進(jìn)行斷開處理，可確保發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行；如果燃機(jī)電廠應(yīng)用的發(fā)電機(jī)容量在100 MW以上，并且屬于半導(dǎo)體勵(lì)磁時(shí)，要求技術(shù)人員在此種發(fā)電機(jī)之上進(jìn)行失磁保護(hù)裝置的安裝，這樣在發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)失磁問題時(shí)，設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)一般不會(huì)出現(xiàn)較大的異常改變，促使設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好[1]。

2 燃機(jī)電廠發(fā)電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的配置和特點(diǎn)

2.1 配置

常規(guī)情況下配置燃機(jī)電廠發(fā)電機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)時(shí)，需要依據(jù)各個(gè)發(fā)電機(jī)的容量大小進(jìn)行保護(hù)裝置的針對性配置，不可出現(xiàn)盲目配置的情況。當(dāng)前大多數(shù)燃機(jī)電廠所用的發(fā)電機(jī)容量為300 MW或者高于該容量標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)電機(jī)，所以對其進(jìn)行保護(hù)系統(tǒng)配置時(shí)，總結(jié)以往的配置經(jīng)驗(yàn)，可以了解到主要包括下列內(nèi)容：發(fā)動(dòng)機(jī)差動(dòng)保護(hù)、過激磁保護(hù)、基波定子接地保護(hù)、失磁保護(hù)、逆功率保護(hù)、三次諧波定子接地保護(hù)、啟停機(jī)保護(hù)等多項(xiàng)。在對該類型發(fā)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)系統(tǒng)裝配時(shí)，需要技術(shù)人員注意做好發(fā)電機(jī)設(shè)備的失步保護(hù)的裝配，并且對大容量發(fā)電機(jī)進(jìn)行差動(dòng)及接地保護(hù)裝配后，要求技術(shù)人員對于這兩種保護(hù)動(dòng)作的算法、頻率進(jìn)行相關(guān)性的計(jì)算。如果兩項(xiàng)內(nèi)容無關(guān)系，無需對發(fā)電機(jī)進(jìn)行啟停機(jī)裝置的裝配。對于容量較小的發(fā)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)系統(tǒng)配置時(shí)，需要技術(shù)人員結(jié)合此類容量不超過100 MW發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)，參照大容量發(fā)電機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)裝配內(nèi)容，進(jìn)行保護(hù)系統(tǒng)的針對性且簡單的裝配，無須全部裝配，選擇適合該種發(fā)電機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)裝配內(nèi)容應(yīng)用即可[2]。

2.2 特點(diǎn)

設(shè)置匝間保護(hù)裝置。現(xiàn)階段我國很多燃機(jī)電廠使用的發(fā)電機(jī)設(shè)備與專門的配套設(shè)備，多數(shù)來自國外，缺少發(fā)電機(jī)設(shè)備進(jìn)行匝間保護(hù)裝置的設(shè)置。而火電廠在應(yīng)用發(fā)電機(jī)及相關(guān)的保護(hù)裝置時(shí)，為了避免發(fā)生匝間故障，則進(jìn)行了高效能匝間保護(hù)裝置的裝配。差動(dòng)保護(hù)獨(dú)立，即燃機(jī)電廠應(yīng)用的發(fā)電機(jī)進(jìn)行了該設(shè)備、主變壓器的獨(dú)立差動(dòng)保護(hù)裝置的設(shè)置，而火電廠發(fā)電機(jī)則進(jìn)行了專門的大差動(dòng)保護(hù)裝置的設(shè)置。逆功率保護(hù)裝置。當(dāng)前我國應(yīng)用燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)的燃機(jī)電廠，在應(yīng)用的設(shè)備容量為200 MW或者超過該容量時(shí)，均進(jìn)行了逆功率保護(hù)裝置的配置，以避免設(shè)備運(yùn)行故障發(fā)生。低電壓保護(hù)裝置。由于燃機(jī)電廠應(yīng)用的發(fā)電機(jī)工作時(shí)，容易出現(xiàn)機(jī)端三相電壓下降（同一時(shí)間）之下的電流增大表現(xiàn)，之后發(fā)電機(jī)受到該種電流的影響，會(huì)出現(xiàn)發(fā)電機(jī)自身溫度高的情況，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致設(shè)備被燒毀問題發(fā)生，所以這些發(fā)電機(jī)在工作時(shí)要設(shè)置專門的低電壓保護(hù)裝置，以降低設(shè)備因電流因素影響所致的燒毀問題發(fā)生率。

3 結(jié)語

燃機(jī)電廠發(fā)電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，可以保護(hù)設(shè)備，一旦在發(fā)電機(jī)使用過程中出現(xiàn)問題，依托保護(hù)系統(tǒng)便可以及時(shí)檢出問題，第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)提醒并停機(jī)。檢修人員可以迅速對出現(xiàn)故障的地方進(jìn)行維修處理，防止發(fā)電機(jī)應(yīng)用期間發(fā)生故障后繼續(xù)使用而導(dǎo)致設(shè)備嚴(yán)重?fù)p毀問題，從而使得設(shè)備故障問題可以被及時(shí)發(fā)現(xiàn)與妥善處理，發(fā)電機(jī)可以在后續(xù)的發(fā)電生產(chǎn)中穩(wěn)定可靠的應(yīng)用。所以保護(hù)裝置對于燃機(jī)電廠發(fā)電機(jī)組的有效運(yùn)行利用生產(chǎn)的積極影響較大，需要電廠技術(shù)人員對于保護(hù)系統(tǒng)包含的內(nèi)容有著較多的了解，進(jìn)而基于保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)、保護(hù)方式、配置，做好發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置的設(shè)置工作，確保保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值可以充分發(fā)揮。